Modelo geológico-estructural del yacimiento VEN1 del noroeste del lago de Maracaibo

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Minería y Geología / v.33 n.1 / enero-marzo / 2017 / p. 44-57 ISSN 1993 8012

Recibido: 3 septiembre 2015 Aprobado: 10 noviembre 2016

44 Modelo geológico-estructural del yacimiento

VEN1 del noroeste del lago de Maracaibo

María A. Pirela-Medina Robert Ramírez-Hernández

Resumen

Este trabajo tuvo el propósito de elaborar el modelo estructural del yacimiento VEN1 para establecer la geometría y la arquitectura del mismo y crear mapas estructurales -de los horizontes que delimitan la acumulación de hidrocarburos y de las unidades de importancia geológica-, con el fin de detectar nuevas zonas de explotación. La metodología seguida se basó en la revisión de la información del yacimiento mediante el análisis documental y el análisis de contenido, la información de datos de 34 nuevos pozos y la utilización del paquete computarizado Rockwell 16. Se definió la estructura del yacimiento como anticlinal, mostrando un ligero buzamiento en sentido NO-SE y pocos rasgos estructurales de gran extensión, a excepción de dos fallas principales ubicadas en las zonas noreste y sur. Se concluye que la mejor zona para la acumulación importante de hidrocarburos se ubica en las zonas noroeste y suroeste del yacimiento.

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Received: 3 september 2015 Accepted: 10 november 2016

45 Geological-structural model of the VEN1

deposit of the northwest of the lake

of Maracaibo

Abstract

This work aimed to elaborate the structural model of the VEN1 deposit to establish the geometry and the architecture of the same and to create structural maps -of the horizons that delimit the accumulation of hydrocarbons and the units of geological importance- in order to detect new exploitation areas. The methodology followed was based on the review of the reservoir information through document analysis and content analysis, data information from 34 new wells and the use of the Rockwell 16 computerized package. The structure of the reservoir was defined as anticlinal, showing a slight NW-SE dip and few structural features of great extent, except for two main faults located in the Northeast and South. It is concluded that the best area for the important accumulation of hydrocarbons is located in the northwest and southwest of the reservoir.

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1. INTRODUCCIÓN

A fin de aprovechar al máximo la acumulación de hidrocarburos y alcanzar las metas y la exigencia del mercado de la industria petrolera se busca disminuir el nivel de incertidumbre de las características geológicas de dichos yacimientos mediante una constante elaboración de modelos estáticos que permitan la aplicación de sucesivos planes de explotaciones. Bajo esta perspectiva, el modelado de un yacimiento es el paso final en el proceso de la caracterización de yacimientos, el cual consiste en la construcción de modelos geológicos múltiples de alta resolución, el escalamiento y la realización de las simulaciones del flujo.

El modelo geológico constituye un compendio de las características y propiedades estáticas de un yacimiento. Consta de modelos más detallados, de acuerdo con las diversas disciplinas de la geología, es decir, un modelo geológico consta de otros tres modelos: el estructural, el sedimentario-estratigráfico y el litológico. Uno de los objetivos del modelo geológico es determinar la heterogeneidad del yacimiento e identificar su influencia en las propiedades petrofísicas de las rocas y en las características que tendrá el flujo de fluidos al momento de la producción de hidrocarburos.

En ese orden de ideas, específicamente el modelo geológico estructural está relacionado con los esfuerzos y deformación que determinan el tipo y orientaciones de la estructura que forma el yacimiento; se refiere en concreto a la definición de la estructura geológica y límites que presenta el yacimiento, es decir, la arquitectura o esqueleto que lo conforma.

La importancia de la elaboración de un modelo geológico estructural radica en que permite la descripción exacta de los yacimientos, establecer la geometría y la arquitectura del yacimiento, crear mapas estructurales (superficies) de los diferentes horizontes que delimitan la acumulación de hidrocarburos (tope y base) y de las unidades de importancia geológica y, de esta forma, detectar nuevas zonas de explotación; aspectos que constituyen el objetivo de este trabajo.

La geología estructural en el complejo de las disciplinas geológicas es muy importante (Belousov 1979). Sin un conocimiento correcto de la morfología de las formas estructurales es imposible efectuar un levantamiento geológico, ya que el geólogo casi siempre se ve obligado a restablecer el aspecto completo de las formas estructurales, basándose en las observaciones fragmentarias de afloramientos aislados.

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yacimientos pertenecientes al campo para generar planes de explotación que permitan incrementar el factor de recobro.

El yacimiento VEN1, de edad Eoceno (Fm. Misoa), está ubicado en el área noroeste del lago de Maracaibo. Contiene un petróleo original en sitio (POES) de más de un millón de barriles, con un factor de recobro total estimado en 24,7 %.

Hoy día no se cuenta con actualizaciones sobre el modelo geológico estructural del yacimiento VEN1 del área noroeste del lago de Maracaibo, lo que imposibilita el reconocimiento de los rasgos estructurales del mismo que aporten conocimientos sobre el área y sirva como una herramienta para los planes futuros de explotación. La empresa EXGEO (2005) presenta la clasificación e inventario de los mapas oficiales realizados en B6-B9 para áreas pertenecientes al noroeste del lago de Maracaibo; específicamente para la unidad VEN1 muestra los mapas oficiales, tanto isópaco como estructural, sin las actualizaciones con los datos de los pozos desde el año 2005 a la actualidad.

2. MATERIALES Y MÉTODOS

Para la obtención de la data utilizada en esta investigación se hizo uso del análisis documental y el análisis de contenido. El primero fue empleado para la compilación de información técnica referida a los aspectos teóricos a desarrollar en el contenido de la investigación y se basó en la documentación bibliográfica; por su parte, el análisis de contenido se usó para recabar información puntualizada (datos y características) que se localizan dentro de informes, carpetas y reportes generados, programas, software, tanto de actividades operacionales como de bases de datos electrónicas pertenecientes a la empresa. La investigación fue desarrollada bajo un enfoque documental y un análisis cualitativo de la información obtenida de observaciones en el área de estudio. El esquema mostrado en la Figura 1 describe la metodología empleada para la investigación.

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Fase I. Recopilación de información Revisión de estudios previos

La empresa EXGEO (2005) finalizó el estudio integrado de las áreas del noroeste del lago de Maracaibo y elaboró un modelo estratigráfico grueso de los miembros inferiores de la formación Misoa (de Juana et al. 1980) de edad Eoceno. Incertidumbres con respecto al modelo geológico conllevaron a realizar un proyecto para la revisión del mismo, a fin de generar confianza en la interpretación, para luego utilizarlo en el modelo de simulación.

Los objetivos primarios de la evaluación geológica fueron: la revisión de la información sedimentológica disponible (núcleos, muestra de canal y estudios previos), con la finalidad de definir patrón estratigráfico para las correlaciones; la correlación estratigráfica de los pozos del área que penetraron las arenas B inferior de la formación Misoa, para generar el modelo estratigráfico del área; la evaluación de los controles diagenéticos sobre la calidad del yacimiento y la integración de la información estratigráfica y estructural (interpretación de fallas en pozos, secciones estructurales, generación de mapas de trabajo para validar integración geológica) (Lazarde et al. 2000).

Este trabajo fue plenamente integrado con la evaluación geofísica, petrofísica y de ingeniería. La interpretación en conjunto de los datos de geología y sísmicos fue especialmente importante para resolver los controles estructurales y estratigráficos sobre la distribución del petróleo. Se requerían detalles sobre las capas de los intervalos productores para las simulaciones de los yacimientos.

De la misma forma, Chacín (2011) presentó el modelo petrofísico para el yacimiento XX1 (formación Misoa) del campo Tía Juana Lago, para definir y proponer nuevas localizaciones donde se encuentren las mejores propiedades petrofísicas, minimizando la incertidumbre y aumentando el porcentaje de éxito volumétrico de estos trabajos. Debido al grado de madurez del yacimiento y a la no disponibilidad de un modelo petrofísico confiable, se decidió desarrollar esta investigación que permita la estimación de las propiedades, un incremento en la certidumbre de perforación y los logros en materia de productividad. Para realizar el modelo petrofísico se utilizó la información de análisis de núcleos de los pozos LL-0773 y LL-0848, así como análisis físico-químicos de agua de formación provenientes de primeros pozos completados en el yacimiento.

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la generación del perfil sintético de densidad, permeabilidad (K) y saturación de agua (Sw), ajustados a la condiciones del reservorio. También se elaboraron los mapas de isopropiedades, de capacidad de almacenamiento y eficiencia de flujo del yacimiento; todo esto para visualizar la distribución de las mismas a lo largo del yacimiento y establecer las zonas de mejor calidad para un futuro plan de recuperación de reservas remanentes y explotación óptima del yacimiento en estudio.

Actualización y validación de los datos asociados a los pozos

En esta etapa se actualizaron los datos asociados a los 34 pozos pertenecientes al yacimiento; se realizó la migración de toda la data recopilada (coordenadas UTM de los pozos, desviaciones, topes estratigráficos, profundidades, entre otros) al paquete computarizado Rockwell 16. Finalizada la búsqueda se procedió a la validación de la información. En la Tabla 1 se muestran los datos de los 34 pozos que representan el yacimiento VEN1; se especifican topes y bases de cada pozo, incluyendo la elevación de la mesa rotaria. La totalidad de los pozos pertenece a las arena B7 de la formación Misoa.

Tabla 1. Pozos pertenecientes al yacimiento VEN1

N° UWI LAYER _NAME TOPE BASE ESTADO ELEV _MR TOPES-_MR BASE-_MR COORDENADAS NORTE ESTE

1 005 1LL 418 0 B-7 5 332 5 603 Oficial MEM 19 5 313 5 584 231 338 1 127 922

2 005 1LL 451 0 B-7 5 072 5 350 Oficial MEM 19 5 053 5 331 231 094 1 129 986

3 005 1LL 457 0 B-7 5 092 5 325 Oficial MEM 19 5 073 5 306 230 024 1 128 812

4 005 1LL 464 0 B-7 4 900 5 153 Oficial MEM 19 4 881 5 134 229 666 1 129 294

5 005 1LL 563 0 B-7 4 780 5 034 Oficial MEM 19 4 761 5 015 229 540 1 130 326

6 005 1LL 565 0 B-7 5 008 5 272 Oficial MEM 19 4 989 5 253 230 498 1 129 916

7 005 1LL 694 0 B-7 4 880 5 128 Oficial MEM 19 4 861 5 109 229 559 1 127 708

8 005 1LL 703 0 B-7 5 096 5 299 Oficial MEM 19 5 077 5 280 230 404 1 125 714

9 005 1LL 717 0 B-7 5 175 5 400 Oficial MEM 19 5 156 5 381 230 788 1 127 503

10 005 1LL 718 0 B-7 5 164 5 406 Oficial MEM 19 5 145 5 387 231 023 1 125 445

11 005 1LL 721 0 B-7 5 457 5 717 Oficial MEM 19 5 438 5 698 230 196 1 124 818

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MEM

13 005 1LL 768 0 B-7 4 608 4 860 Oficial MEM 19 4 589 4 841 229 072 1 129 226

14 005 1LL 795 0 B-7 5 246 5 496 Oficial MEM 19 5 227 5 477 229 837 1 125 298

15 005 1LL 968 0 B-7 5 640 5 858 Oficial MEM 19 5 621 5 839 233 030 1 123 932

16 005 1LL 1033 0 B-7 5 270 5 513 Oficial MEM 19 5 251 5 494 230 859 1 128 130

17 005 1LL 1168 0 B-7 5 143 5 382 Oficial MEM 21 5 122 5 361 229 201 1 125 572

18 005 1LL 1247 0 B-7 5 348 5 615 Oficial MEM 21 5 327 5 594 231 702 1 127 441

19 005 1LL 1257 0 B-7 5 176 5 435 Oficial MEM 21 5 155 5 414 230 859 1 129 433

20 005 1LL 1336 0 B-7 5 261 5 493 Oficial MEM 31 5 230 5 462 229 563 1 125 092

21 005 1LL 1370 0 B-7 5 587 5 660 Oficial MEM 31 5 556 5 629 231 261 1 124 129

22 005 1LL 1605 0 B-7 5 270 5 370 Oficial MEM 33 5 237 5 337 230 923 1 128 754

23 005 1LL 1611 0 B-7 5 717 5 902 Oficial MEM 33 5 684 5 869 233 372 1 123 451

24 005 1LL 1862 0 B-7 5 382 5 600 Oficial MEM 33 5 349 5 567 231 577 1 128 473

25 005 1LL 1863 0 B-7 5 084 5 350 Oficial MEM 33 5 051 5 317 230 243 1 129 367

26 005 1LL 1874 0 B-7 5 298 5 536 Oficial MEM 33 5 265 5 503 231 992 1 126 166

27 005 1LL 2705 0 B-7 5 690 5 896 Oficial MEM 33 5 657 5 863 233 646 1 123 997

28 005 1LL 2934 0 B-7 5 422 5 650 Oficial MEM 33 5 389 5 617 232 351 1 125 685

29 005 1LL 2941 0 B-7 5 650 5 924 Oficial MEM 33 5 617 5 891 232 596 1 123 620

30 005 1LL 2954 0 B-7 5 098 5 378 Oficial MEM 33 5 065 5 345 230 811 1 126 025

31 005 1LL 3120 0 B-7 5 069 5 400 Oficial MEM 33 5 036 5 367 230 008 1 125 799

32 005 1LL 3188 0 B-7 5 010 5 340 Oficial MEM 33 4 977 5 307 230 182 1 126 865

33 005 1LL 3554 Y B-7 5 570 5 899 Oficial MEM 38 5 532 5 861 230 883 1 127 896

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Fase 2. Revisión geológica del yacimiento

En esta etapa y sobre la base de la información geológica recabada del yacimiento VEN1 se muestra el mapa estructural del yacimiento, así como también de dos secciones estratigráficas.

Análisis del mapa estructural

Definir la estructura del yacimiento corresponde a la etapa inicial de la modelación estructural del yacimiento, de manera que los resultados obtenidos del modelo puedan ser comparados con el mapa estructural oficial. La Figura 2 muestra el mapa estructural del yacimiento VEN1.

Figura 2. Mapa estructural del yacimiento VEN1.

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Además de los rasgos estructurales ya descritos, dentro del yacimiento destaca la falla ubicada al sur, la cual es oblicua a las fallas principales y presenta un salto de 180´, aproximadamente.

En la zona norte, las fallas de corta extensión forman un pequeño horst o alto estructural, el cual puede relacionarse con el comportamiento en “echelon” de la falla que bordea el noreste del yacimiento.

Desde un punto de vista general, el yacimiento se encuentra poco afectado por elementos estructurales, con las claras excepciones del alto estructural al norte y la falla con 200 pies de salto ubicado al sur, la cual podría tener un comportamiento sellante, ya que el salto de falla es mucho mayor que los espesores en esta zona.

Análisis de secciones estratigráficas

Las secciones estratigráficas y estructurales se realizaron mediante la función X section del software Geography Discovery, procedimiento que se hizo, en primer lugar, seleccionando los pozos deseados en cada sección.

Fase III: Elaboración del modelo geológico

En esta fase se incluyeron dentro del programa Rockwell 16 el total de 34 pozos asociados al yacimiento, coordenadas, profundidades del tope a la base, así como también la litología. Se compararon los mapas oficiales junto a un modelo tridimensional del tope del yacimiento. Finalmente, se interpretaron los resultados obtenidos de la elaboración del modelo.

3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

3.1. Unidades geológicas para el modelo estructural

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Figura 3. Unidades geológicas seleccionadas para el modelo estructural.

3.2. Mapa base de isolíneas

La información registrada de los pozos 34 pozos que conformaron el estudio permitió crear la base de datos a través de la herramienta Rockwell 16, en la cual se introdujeron todas las variables descritas en la Tabla 1. En la primera fase fue necesario asignar el nombre por pozo, su coordenada, su profundidad y elevación, para luego actualizar las unidades en la que se reflejaran los datos bajo el sistema inglés. Así mismo se cargaron los intervalos de profundidad de cada una de las unidades geológicas para configurar el mapa base estructural del yacimiento VEN1 (Figura 4), donde se muestra la distribución de los pozos y sus contornos.

Según los análisis obtenidos del yacimiento, al observar detalladamente el mapa base de contornos se hace evidente la existencia de una variabilidad de espesores en toda el área analizada.

En el mismo pueden distinguirse dos comportamientos claramente diferenciados: las curvas tienden a ser paralelas y relativamente frecuentes en las zonas ubicadas en el extremo sur del área en estudio, mientras que en el área norte estas tienden a ser más espaciadas y a poseer morfologías más suaves y “concéntricas”.

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Figura 4. Mapa base de isolíneas, base del yacimiento generado por el programa Rockwell 16.

Por otra parte, en la zona central del yacimiento tienen menores espesores, con la clara excepción de una zona, ubicada al noreste del yacimiento, que se caracteriza por presentar curvas de isolíneas concéntricas y con mayor espaciamiento, lo que implica un aumento en los espesores.

Este espesor, relativamente anómalo en la zona, pudiera tener su origen en dos causas: la primera, una mayor subsidencia local, lo que permitió que existiera un mayor espacio de acomodación, dando como resultado mayor espesor de sedimentos; o por otra parte, pudiera ser indicio de una falla, que permitiera la repetición de este estrato.

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3.3. Modelo tridimensional del tope del yacimiento

A partir de lo anteriormente descrito se procedió a digitalizar los mapas estructurales e isópaco, con el fin de generar un modelo 3D del tope en el cual se puedan apreciar las características físicas del yacimiento, específicamente su buzamiento, el cambio de pendientes, así como el salto de falla. En las Figuras 5 y 6 se observa un modelo basado en los datos estructurales, topes y mapa estructural.

Figura 5. Vista del tope estructural del yacimiento (norte: línea verde).

En la Figura 6 es más evidente el cambio brusco de la superficie, correspondiente al salto producido por la falla (círculo rojo).

Figura 6. Vista 2 del tope estructural del yacimiento (norte: línea verde).

El buzamiento general del yacimiento es de bajo grado, en dirección SE, lo cual permite una buena segregación gravitacional del hidrocarburo, así como un buen seguimiento de las facies y electrofacies a lo largo de todas las arenas presentes.

3.4. Modelo estructural

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Figura 7. Vista principal del modelo estructural.

La vista reflejada por el modelo indica claramente las características físicas del yacimiento; se muestra la litología de cada formación, además de la discordancia presente a lo largo del yacimiento. Se observa un acuñamiento en sentido suroeste; las variaciones mayores se dan en los bordes del yacimiento, los cuales están influenciados por las fallas que lo delimitan (mapa estructural).

En la siguiente vista (Figura 8) se evidencia que el yacimiento constituye un anticlinal con buzamiento al noroeste-sureste, con ligera inclinación. Sin embargo, a pesar de ello las características del yacimiento permiten la acumulación de hidrocarburos y la producción del mismo.

Figura 8. Vista 2 del modelo estructural.

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que la mejor zona de importancia geológica es en sentido noroeste- sureste, específicamente en la zona central del yacimiento, representada por los pozos LL 2954/703/795/1336/1168/721, los cuales han sido explotados y producen petróleo de 23 Api, aproximadamente.

4. CONCLUSIONES

 El modelo estructural mostró la geometría del yacimiento, la cual está representada por un anticlinal con un ligero buzamiento en sentido NO-SE. Se percibió un acuñamiento en dirección sur. La interpretación, con base en el modelo estructural, permitió identificar los pozos LL 2954/703/795/1336/1168/721. Estos cuentan con las mejores condiciones para el aprovechamiento de hidrocarburos, lo cual fue interpretado de manera geológica y con revisión de producción. Se destacó que la mejor zona se encuentra en sentido noroeste-sureste del yacimiento.

5. REFERENCIAS

BELOUSOV,V.V.1979: Geología estructural. Vol. 2. Mir, Moscú.

CHACÍN,A. 2011: Modelo petrofísico para el yacimiento B-5-X.09, formación

Misoa del campo Tía Juana Lago. Disponible en: http://tesis.luz.edu.ve/tde_arquivos/99/TDE-2012-04-30T08:10:44Z-2900/Publico/chacin_delgado_angel_alberto.pdf

DE JUANA, C. G., DE AROZENA, J. M. I., & CADILLAT, X. P. 1980: Geología de

Venezuela y de sus Cuencas Petrolíferas (Vol. 2). Foninves.

EXGEO,C. P. 2005: Actualización y revisión del modelo estático y dinámico y plan para el desarrollo del yacimiento LL-05. Maracaibo, Edo Zulia. LAZARDE,H.,RIVAS,J.I.,BRACHO,M.,GONZALEZ,M.,MOODY,J.,RODRIGUEZ,G&

PUCHE, E. J. 2000: Caracterización Geológica de las Arenas B-6,

Formación Misoa en el Noreste de Tia Juana, Lago de Maracaibo. En: 7th Simposio Bolivariano-Exploracion Petrolera en las Cuencas Subandinas. Septiembre 2000

Maria A. Pirela-Medina, [email protected] Máster en Prospección y Exploración de Yacimientos Gaso-petrolíferos.

Universidad Rafael María Baralt. Departamento de Ingeniería. Cabimas, Estado de Zulia, Venezuela.